Termodynamik
isoterm kompression
Komprimera vid konstant T: ΔU = 0, alltså Q = W.
isoterm kompression — interaktiv Termodynamik-simulering. Komprimera vid konstant T: ΔU = 0, alltså Q = W. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
isoterm process
Komprimera vid konstant T: ΔU = 0, så Q = W.
Under en isoterm process beror en ideal gasts inre energi bara på temperaturen, så ΔU = 0. Arbetet som utförs på gasen måste lämna som värme till reservoaren. Se P–V-kurvan följa PV = konstant medan kolven rör sig.
- ΔU = 0
- Q = W
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En gas komprimeras till en mindre volym medan dess temperatur hålls konstant (isoterm). Krävs det mer arbete för att komprimera den ytterligare?
Förutsägelser att väga
- Att komprimera till en mindre slutvolym kräver mindre arbete.
- Att komprimera till en mindre slutvolym kräver mer arbete (ett mer negativt Wgas).
- Arbetet som behövs är detsamma oavsett slutvolymen.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Slutvolym V₂ (L)
Det du mäter:
- Arbete utfört av gasen W_gas (J)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Isoterm kompression och tryck på Återställ. 1 mol gas startar vid 49.9 L, 300 K.
- Aktivera avläsningen av arbetet utfört på gasen.
- Ställ in målvolymen (slutvolymen) för varje försök och notera arbetet som gasen utför.
Styrande ekvation
Termodynamikens första huvudsats — ΔU = Q − W
Ändringen i inre energi är lika med tillförd värme minus gasens arbete: ΔU = Q − W. För en isoterm idealgasprocess är ΔU = 0, så allt arbete som utförs på gasen lämnar gasen som värme.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) med n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Jämför med tabellen.
- W_gas är negativt i vartenda försök. Förklara vad ett negativt värde betyder fysikaliskt för en gas som komprimeras, och varför kompression till ett mindre V₂ gör W_gas mer negativt.
Var det här syns utanför labbet
- Eftersom ΔU = 0 för varje isoterm process (temperaturen ändras inte), ger första huvudsatsen Q = W_gas även här. Flödar värme in i eller ut ur gasen under denna kompression? Förklara med din teckenkonvention.
- För att hålla gasen vid konstant temperatur under kompression behöver verkliga experiment en värmereservoar i kontakt med cylindern. Förklara varför kompressionen skulle värma upp gasen om den reservoaren inte fanns.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Välkommen till Isoterm kompression
- Välj kammaren
- Tryck på Spela upp
- Kompression vid konstant T
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.